特許 6597029 積層装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6597029

(24)【登録日】2019年10月11日

(45)【発行日】2019年10月30日

(54)【発明の名称】積層装置

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/04 20060101AFI20191021BHJP

   H01M 10/0585 20100101ALN20191021BHJP

【ＦＩ】

   H01M10/04 Z

   !H01M10/0585

【請求項の数】6

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2015-151651(P2015-151651)

(22)【出願日】2015年7月31日

(65)【公開番号】特開2016-35916(P2016-35916A)

(43)【公開日】2016年3月17日

【審査請求日】2018年4月12日

(31)【優先権主張番号】特願2014-156079(P2014-156079)

(32)【優先日】2014年7月31日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000006231

【氏名又は名称】株式会社村田製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100117260

【弁理士】

【氏名又は名称】福永 正也

(72)【発明者】

【氏名】山元 武

(72)【発明者】

【氏名】上川 英康

(72)【発明者】

【氏名】上浦 二郎

(72)【発明者】

【氏名】西田 貞雄

(72)【発明者】

【氏名】藤分 浩一郎

【審査官】 川村 裕二

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−２２７１３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１７４３８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１２７２７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２１２０１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０７８４６４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｍ １０／００−１０／３９

Ｈ０１Ｍ ６／００− ６／４８

Ｈ０１Ｇ １１／００−１１／８６

Ｈ０１Ｇ １３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

熱シールされたセパレータで正極箔が包装された個装セパレータ及び負極箔を、前記個装セパレータ及び前記負極箔それぞれが載置された搬送ステージから積層ステージへ積層ハンドラで搬送し、前記個装セパレータ及び前記負極箔を前記積層ステージ上で積層することで積層体を形成し、
前記積層ハンドラは、
水平方向に回転する駆動部と、
該駆動部に接続された２つのアーム部材と、
該２つのアーム部材にそれぞれ接続され、前記個装セパレータ及び前記負極箔を吸引保持するための２つの積層ヘッドと、
前記積層体の上部を押圧するためのクランプ爪と
を備えた積層装置であって、
前記積層ステージは、前記積層体の最上面が一定の高さになるよう調整可能な下降機構を有し、
前記２つの積層ヘッドは、それぞれ上下動させるためのシリンダが別個に搭載されており、
前記クランプ爪は、前記積層体を平面視した場合に、前記積層体の線対称となる位置を押圧するものであり、
前記クランプ爪は、前記積層体の最上面を押圧するための第１のクランプ爪と、
前記個装セパレータ及び前記負極箔を新たに前記積層体上に積層した後、前記第１のクランプ爪を前記積層体の新たな最上面を押圧するために移動させる間に、前記積層体の新たな最上面を押圧するための第２のクランプ爪と
で構成されていることを特徴とする積層装置。

【請求項2】

前記クランプ爪上面の周縁部が面取りされていることを特徴とする請求項１に記載の積層装置。

【請求項3】

前記積層ヘッドは、それぞれ荷重センサを備え、
積層時に前記個装セパレータ又は前記負極箔への押圧力を測定することを特徴とする請求項１又は２に記載の積層装置。

【請求項4】

前記積層ヘッドの降下速度は、積層されている前記個装セパレータ又は前記負極箔の表面から所定の距離まで接近した時点で減速されることを特徴とする請求項３に記載の積層装置。

【請求項5】

前記クランプ爪は、前記熱シールの画像を撮像する位置に検査孔を設けてあることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の積層装置。

【請求項6】

前記個装セパレータ及び前記負極箔それぞれが載置された前記搬送ステージにおいて、前記個装セパレータ及び前記負極箔の厚みを測定するセンサを前記積層ヘッドに備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の積層装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、極板、セパレータ等の蓄電用材料で構成されたワークを積層ステージ上に順次積載する積層装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年自動車用電池、太陽電池、電子機器用電池等に積層型のリチウム電池が用いられる機会が増えている。積層型電池は、正極の極板、セパレータ、負極の極板、セパレータ、・・・の順に交互に積層される。

【0003】

特許文献１に、従来の積層装置（極板積載装置）が開示されている。従来の積層装置は、アライメントステージが平面方向に移動及び／又は回転することにより正極の極板、負極の極板を移動及び／又は回転させて適正な位置に調整する。第１移載アーム及び第２移載アームが、位置を調整された正極の極板、負極の極板を積載ステージへと移動するべく保持する。

【0004】

第１移載アーム及び第２移載アームは、回転軸を中心として互いに９０度の角度をなし直交するよう構成され、例えば第１移載アームが、正極用アライメントステージから積載ステージへと正極の極板を保持して移動すると同時に、第２移載アームが、積載ステージから負極用アライメントステージへと移動する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１２−１７４３８８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

積載ステージには、積層ジグが設けられており、積層ジグ上にピックアップした正極の極板、負極の極板を交互に積層する。積層された正極の極板、負極の極板に位置ずれが生じないように、積層する都度クランプ爪により押さえつけて、所定の枚数に達した後、積層体を固定して排出している。

【0007】

しかし、特許文献１の第１移載アーム及び第２移載アームは、それぞれのアライメントステージの高さから積載ステージの任意の高さまでモータ制御で移動させる構成となっている。そのため、電池容量性能を向上させるために積層体の積層数が多くなればなるほど、第１移載アーム及び第２移載アームの高さ方向の移動時間が長くなり、結果として装置全体のタクトタイムが長くなるという問題点があった。

【0008】

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、装置全体のタクトタイムを短縮することができる積層装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記目的を達成するために本発明に係る積層装置は、熱シールされたセパレータで正極箔が包装された個装セパレータ及び負極箔を、前記個装セパレータ及び前記負極箔それぞれが載置された搬送ステージから積層ステージへ積層ハンドラで搬送し、前記個装セパレータ及び前記負極箔を前記積層ステージ上で積層することで積層体を形成し、前記積層ハンドラは、水平方向に回転する駆動部と、該駆動部に接続された２つのアーム部材と、該２つのアーム部材にそれぞれ接続され、前記個装セパレータ及び前記負極箔を吸引保持するための２つの積層ヘッドと、前記積層体の上部を押圧するためのクランプ爪とを備えた積層装置であって、前記積層ステージは、前記積層体の最上面が一定の高さになるよう調整可能な下降機構を有し、前記２つの積層ヘッドは、それぞれ上下動させるためのシリンダが別個に搭載されており、前記クランプ爪は、前記積層体を平面視した場合に、前記積層体の線対称となる位置を押圧するものであり、前記クランプ爪は、前記積層体の最上面を押圧するための第１のクランプ爪と、前記個装セパレータ及び前記負極箔を新たに前記積層体上に積層した後、前記第１のクランプ爪を前記積層体の新たな最上面を押圧するために移動させる間に、前記積層体の新たな最上面を押圧するための第２のクランプ爪とで構成されていることを特徴とする。

【0010】

上記構成では、積層ステージは、積層体の最上面が一定の高さになるように調整することが可能な下降機構を有しているので、積層体の積層数が多くなった場合であっても、アーム部材の高さ方向の移動時間を短くすることができる。また、２つの積層ヘッドは、それぞれ上下動させるためのシリンダが別個に搭載されているので、２つの積層ヘッドを別個に上下動させることができる。したがって、積層ステージ上においてクランプ動作に時間を要した場合であっても、個装セパレータ又は負極箔を吸引保持した時点で積層ヘッドを搬送ステージ装置から離すことができ、搬送ステージ装置を次の個装セパレータ又は負極箔を吸引保持する工程へと移行することができる。よって、装置全体としてタクトタイムを短縮することが可能となる。
また、クランプ爪は、積層体を平面視した場合に、積層体の線対称となる位置を押圧するものであり、クランプ爪は、積層体の最上面を押圧するための第１のクランプ爪と、個装セパレータ及び負極箔を新たに積層体上に積層した後、第１のクランプ爪を積層体の新たな最上面を押圧するために移動させる間に、積層体の新たな最上面を押圧するための第２のクランプ爪とで構成されているので、第１のクランプ爪を移動させる間、第２のクランプ爪で積層された積層体（個装セパレータ及び負極箔）を押圧することができ、速やかに次の工程へと移行することができる。したがって、装置全体としてタクトタイムを短縮することが可能となる。また、第１のクランプ爪及び第２のクランプ爪により、積層体を平面視した場合に積層体の線対称となる位置を押圧しているので、積層体の積層ずれを抑制することが可能となる。

【0011】

また、本発明に係る積層装置は、前記クランプ爪上面の周縁部が面取りされていることが好ましい。

【0012】

上記構成では、クランプ爪上面の周縁部が面取りされているので、クランプ爪の上に重ねられた個装セパレータ又は負極箔に折れ曲がり等の障害が発生する可能性を低減することが可能となる。

【0015】

また、本発明に係る積層装置は、前記積層ヘッドは、それぞれ荷重センサを備え、積層時に前記個装セパレータ又は前記負極箔への押圧力を測定することが好ましい。

【0016】

上記構成では、積層ヘッドにそれぞれ荷重センサを備え、積層時に個装セパレータ又は負極箔への押圧力を測定するので、測定された押圧力を積層ヘッドの降下量にフィードバック制御することにより、過度の荷重が個装セパレータ及び負極箔にかかることを回避することが可能となる。

【0017】

また、本発明に係る積層装置は、前記積層ヘッドの降下速度は、積層されている前記個装セパレータ又は前記負極箔の表面から所定の距離まで接近した時点で減速されることが好ましい。

【0018】

上記構成では、積層ヘッドの降下速度は、積層されている個装セパレータ又は負極箔の表面から所定の距離まで接近した時点で減速されるので、クランプ爪による衝撃を緩和することができ、個装セパレータ及び負極箔の表面のダメージを低減することが可能となる。

【0019】

また、本発明に係る積層装置は、前記クランプ爪は、前記熱シールの画像を撮像する位置に検査孔を設けてあることが好ましい。

【0020】

上記構成では、クランプ爪で積層体を押圧しながら、熱シールを行う位置を検査することができるので、積層体を構成する個装セパレータや負極箔のしわの発生、高さの変動等による誤認識の可能性を低減することができる。

【0021】

また、本発明に係る積層装置は、前記個装セパレータ及び前記負極箔それぞれが載置された前記搬送ステージにおいて、前記個装セパレータ及び前記負極箔の厚みを測定するセンサを前記積層ヘッドに備えることが好ましい。

【0022】

上記構成では、個装セパレータ及び負極箔それぞれが載置された搬送ステージにおいて、個装セパレータ及び負極箔の厚みを測定するので、積層された状態での各個装セパレータの収縮による厚み変動に左右されることなく、カメラで積層状態を監視することが可能となる。また、厚みを測定することで電極箔が２枚重なっている場合も検出することができ、積層不良を未然に防止することも可能となる。

【発明の効果】

【0023】

上記構成によれば、積層ステージは、積層体の最上面が一定の高さになるように調整することが可能な下降機構を有しているので、積層体の積層数が多くなった場合であっても、アーム部材の高さ方向の移動時間を短くすることができる。また、積層ヘッドは、それぞれ上下動させるためのシリンダが別個に搭載されているので、２つの積層ヘッドを別個に上下動させることができる。したがって、積層ステージ上においてクランプ動作に時間を要した場合であっても、個装セパレータ又は負極箔を吸引保持した時点で積層ヘッドを搬送ステージから離すことができ、搬送ステージを次の個装セパレータ又は負極箔を吸引保持する工程へと移行することができる。よって、装置全体としてタクトタイムを短縮することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本発明の実施の形態に係る積層装置を含む積層型電池製造装置の構成の一部を示す上面から見た部分模式図である。

【図2】本発明の実施の形態に係る積層装置を含む積層型電池製造装置の構成の一部を示す斜視図である。

【図3】本発明の実施の形態に係る積層装置のアーム部の回転状態を示す上面から見た部分模式図である。

【図4】本発明の実施の形態に係る積層装置の概略構成を示す斜視図である。

【図5】本発明の実施の形態に係る積層装置の第１のアーム部材（第２のアーム部材）の概略構成を示す断面図である。

【図6】本発明の実施の形態に係る積層装置の第１のクランプ爪及び第２のクランプ爪の構成を示す斜視図である。

【図7】本発明の実施の形態に係る積層装置の第１のクランプ爪及び第２のクランプ爪の構成を示す平面図である。

【図8】本発明の実施の形態に係る積層装置の積層ジグの取り付け状態を説明するための斜視図である。

【図9】本発明の実施の形態に係る積層装置の積層ジグの状態を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について詳細に説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る積層装置を含む積層型電池製造装置の構成の一部を示す上面から見た部分模式図であり、図２は、本発明の実施の形態に係る積層装置を含む積層型電池製造装置の構成の一部を示す斜視図である。

【0026】

図１及び図２に示すように、本実施の形態に係る積層装置を含む積層型電池製造装置の構成の一部は、積層ハンドラ１００と、積層ハンドラ１００の右側に配置された第１の搬送ステージ２００と、積層ハンドラ１００の左側に配置された第２の搬送ステージ３００と、積層ハンドラ１００の正面側に配置された第３の搬送ステージ４００とを備えている。すなわち、積層ハンドラ１００の周囲において、第１の搬送ステージ２００、第３の搬送ステージ４００、第２の搬送ステージ３００の順でそれぞれ９０度の角度で配置されている。

【0027】

第１の搬送ステージ２００は、図１に示すように、正極箔（正極の極板）Ｐの上下を熱シールされたセパレータＳで包装した個装セパレータＰ’を連続して１枚ずつ搬送するベルトコンベアであり、正極箔ＰをセパレータＳとともに積層ハンドラ１００に順次搬送する。

【0028】

第２の搬送ステージ３００は、図１に示すように、負極箔（負極の極板）Ｎを連続して１枚ずつ搬送するベルトコンベアであり、負極箔Ｎを積層ハンドラ１００に順次搬送する。

【0029】

第３の搬送ステージ４００は、図１に示すように、熱シールされたセパレータＳで包装された正極箔（正極の極板）Ｐ及び負極箔（負極の極板）Ｎが所定枚数積載されてなる積層体Ｇを別工程に搬送するベルトコンベアであり、積層ハンドラ１００が形成した積層体Ｇを順次別工程に搬送する。

【0030】

積層ハンドラ１００は、第１の搬送ステージ２００から搬送されてきたセパレータＳで包装された正極箔Ｐと、第２の搬送ステージ３００から搬送されてきた負極箔Ｎとを交互に順次積載して、正極箔（正極の極板）Ｐ及び負極箔（負極の極板）ＮをセパレータＳを介して積載した積層体Ｇを形成し、積層体Ｇを第３の搬送ステージ４００に順次送り出す。

【0031】

なお、本実施の形態では、正極箔（正極の極板）Ｐとして、例えばアルミニウム箔の両面にコバルト酸リチウム等の溶液を塗布したものを用いる。これにより、正極箔Ｐは、光を遮蔽する性質（遮光性）を有する。また、以下の説明においては、正極箔（正極の極板）Ｐを熱シールされたセパレータＳで包装したものを「個装セパレータＰ’」という。なお、正極箔Ｐは、アルミニウム箔の両面にコバルト酸リチウム等の溶液を塗布していない部分として、タブを有している。

【0032】

また、負極箔（負極の極板）Ｎとして、例えば銅箔の両面に炭素材料等の溶液を塗布したものを用いる。これにより、負極箔Ｎも光を遮蔽する性質（遮光性）を有する。なお、負極箔Ｎは、銅箔の両面に炭素材料等の溶液を塗布していない部分として、タブを有している。

【0033】

また、セパレータＳとしては、例えばＰＰ（ポリプロピレン樹脂）、ＰＥ（ポリエチレン樹脂）等の絶縁フィルムを用いる。これにより、セパレータＳは光を透過する性質（透光性）を有する。

【0034】

積層ハンドラ１００は、図２に示すように、第１の搬送ステージ（個装セパレータ用）２００と、第２の搬送ステージ（負極箔用）３００と、個装セパレータＰ’及び負極箔Ｎが積層される積層ステージ１３０と、正極用（個装セパレータＰ’用）の搬送ステージ装置１１０及び負極用（負極箔Ｎ用）の搬送ステージ装置１２０に載置された個装セパレータＰ’及び負極箔Ｎを交互に順次保持し、積層ステージ１３０に移送して積層ステージ１３０上において順次積層するアーム部１４０とを備える。積層ステージ１３０は、積層体Ｇの最上面が一定の高さになるように調整することが可能な下降機構を有している。

【0035】

アーム部１４０は、図２に示すように、装置中心に垂直に立設された駆動部１４１と、駆動部１４１の周面に設けられた第１のアーム部材１４２及び第２のアーム部材１４３とで構成されている。

【0036】

駆動部１４１は、図示しない駆動モータにより９０度の角度で回転する。駆動部１４１の回転に追随して、第１のアーム部材１４２及び第２のアーム部材１４３を回転させ、個装セパレータＰ’又は負極箔Ｎを個装セパレータＰ’用の搬送ステージ装置１１０又は負極箔Ｎ用の搬送ステージ装置１２０から積層ステージ１３０まで移動させる。

【0037】

図３は、本発明の実施の形態に係る積層装置のアーム部１４０の回転状態を示す上面から見た部分模式図である。図３（ａ）に示すように、駆動部１４１が反時計方向に向かって回転した状態（第１状態）である場合、第１のアーム部材１４２が個装セパレータＰ’用の搬送ステージ装置１１０の正極用（個装セパレータＰ’用）アライメントステージ１１１の上方に位置し、第２のアーム部材１４３が積層ステージ１３０の積載ステージ１３１の上方に位置する。一方、図３（ｂ）に示すように、駆動部１４１が時計方向に向かって回転した状態（第２状態）である場合、第１のアーム部材１４２は積載ステージ１３１の上方に位置し、第２のアーム部材１４３は負極箔Ｎ用の搬送ステージ装置１２０の上方に位置する。

【0038】

第１のアーム部材１４２及び第２のアーム部材１４３は、互いに９０度の角度で、かつ駆動部１４１から互いに直交する方向に接続されている。このため、第１のアーム部材１４２及び第２のアーム部材１４３は、駆動部１４１の回転に追随して水平方向に回転する。すなわち、駆動部１４１が第１状態から第２状態へと９０度回転した場合、第１のアーム部材１４２は、個装セパレータＰ’用アライメントステージ１１１の上方位置から積載ステージ１３１の上方位置まで移動すると同時に、第２のアーム部材１４３は、積載ステージ１３１の上方位置から負極用（負極箔Ｎ用）アライメントステージ１２１の上方位置に移動する。また、駆動部１４１が第２状態から第１状態へと９０度回転した場合、第２のアーム部材１４３は、負極箔Ｎ用アライメントステージ１２１の上方位置から積載ステージ１３１の上方位置まで移動すると同時に、第１のアーム部材１４２は、積載ステージ１３１の上方位置から個装セパレータＰ’用アライメントステージ１１１の上方位置に移動する。

【0039】

第１のアーム部材１４２は、駆動部１４１の径方向先端部において個装セパレータＰ’用アライメントステージ１１１の上面と対向するように設けられた第１の積層ヘッド１４２ａを備えている。第１の積層ヘッド１４２ａにより、個装セパレータＰ’用アライメントステージ１１１に載置された個装セパレータＰ’を吸引させて保持する。また、第１の積層ヘッド１４２ａは、図示しない空気吸引装置の吸引を停止することにより吸引力を失い、個装セパレータＰ’の保持を解除して積層ステージ１３０の積載ステージ１３１に積載する。

【0040】

同様に、第２のアーム部材１４３は、駆動部１４１の径方向先端部において積層ステージ１３０の上面と対向するように設けられた第２の積層ヘッド１４３ａを備えている。第２の積層ヘッド１４３ａにより、個装セパレータＰ’の保持を解除して積層ステージ１３０の積載ステージ１３１に積載した後、負極箔Ｎ用アライメントステージ１２１に載置された負極箔Ｎを吸引して保持する。

【0041】

このように、第１のアーム部材１４２又は第２のアーム部材１４３は、個装セパレータＰ’用アライメントステージ１１１又は負極箔Ｎ用アライメントステージ１２１に載置された個装セパレータＰ’又は負極箔Ｎを吸引保持し、積層ステージ１３０の積載ステージ１３１まで移送したあと、積層ステージ１３０の積載ステージ１３１上に積載することを交互に繰り返すことにより、積載ステージ１３１上に正極箔Ｐと負極箔Ｎとを熱シールされたセパレータＳを介して積層状態にした積層体Ｇを形成することができる。

【0042】

図４は、本発明の実施の形態に係る積層装置の概略構成を示す斜視図である。図４に示すように、正極箔Ｐの上下を熱シールされたセパレータＳで包装した個装セパレータＰ’及び負極箔Ｎを、個装セパレータＰ’用の搬送ステージ装置１１０及び負極箔Ｎ用の搬送ステージ装置１２０から積載ステージ１３１へと移送する積層ハンドラ１００と、積層ハンドラ１００の先端に装着した、互いに直交するよう設けられた第１のアーム部材１４２及び第２のアーム部材１４３にそれぞれ取り付けられており、個装セパレータＰ’及び負極箔Ｎを吸引保持しながら交互に移動して、積層ステージ１３０の積載ステージ１３１上に積載する第１の積層ヘッド１４２ａ、第２の積層ヘッド１４３ａとを備えている。積層ハンドラ１００は、図示しない駆動モータを備えており、第１のアーム部材１４２及び第２のアーム部材１４３を一体となって移動させる。

【0043】

図５は、本発明の実施の形態に係る積層装置の第１のアーム部材１４２（第２のアーム部材１４３）の概略構成を示す断面図である。図５に示すように、第１（第２）のアーム部材１４２（１４３）は、先端部分に第１（第２）の積層ヘッド１４２ａ（１４３ａ）を備えている。積層ハンドラ１００は、第１（第２）の積層ヘッド１４２ａ（１４３ａ）それぞれを別個に上下動させる第１（第２）のシリンダ１４２ｂ（１４３ｂ）を備えている。

【0044】

図５に示すように、第１（第２）のシリンダ１４２ｂ（１４３ｂ）は、第１（第２）の積層ヘッド１４２ａ（１４３ａ）の近傍に配置されていることが好ましい。第１（第２）のシリンダ１４２ｂ（１４３ｂ）が駆動部１４１の近傍に配置されているのに対して、第１（第２）のシリンダ１４２ｂ（１４３ｂ）の先に取り付けられた機構の重さが小さくなる。そのため、第１（第２）のシリンダ１４２ｂ（１４３ｂ）が、先端部分に取り付けられた機構の重さによって、上下に振動しにくくなる。その結果、第１（第２）の積層ヘッド１４２ａ（１４３ａ）の動作を精緻に制御することができる。

【0045】

なお、第１（第２）のシリンダ１４２ｂ（１４３ｂ）は、駆動部１４１から第１（第２）の積層ヘッド１４２ａ（１４３ａ）までの間であれば、いずれの場所に配置されていても良い。

【0046】

第１（第２）の積層ヘッド１４２ａ（１４３ａ）は、第１（第２）のシリンダ１４２ｂ（１４３ｂ）により、それぞれ独立して上下動することができる。そのため、例えば積載ステージ１３１上においてクランプ動作に時間を要した場合であっても、個装セパレータＰ’又は負極箔Ｎを吸引保持した時点で第１（第２）の積層ヘッド１４２ａ（１４３ａ）を第１（第２）の搬送ステージ２００（３００）から離すことができ、第１（第２）の搬送ステージ２００（３００）を次の個装セパレータＰ’又は負極箔Ｎを吸引保持する工程へと速やかに移行することができる。よって、装置全体としてタクトタイムを短縮することが可能となる。

【0047】

なお、積層ヘッド１４２ａ、１４３ａのそれぞれに、図示しない荷重センサを備え、個装セパレータＰ’又は負極箔Ｎを積層する場合に押圧力を測定しても良い。この場合、例えば荷重センサで測定された押圧力を、積層ヘッド１４２ａ、１４３ａの降下量にフィードバック制御することにより、過度の荷重が個装セパレータＰ’及び負極箔Ｎにかかることを未然に回避することが可能となる。

【0048】

また、後述するクランプ爪の降下速度は、積層されている個装セパレータＰ’又は負極箔Ｎの表面から所定の距離まで接近した時点で減速することが好ましい。これにより、後述するクランプ爪による衝撃を緩和することができ、個装セパレータＰ’及び負極箔Ｎの表面の損傷を低減することが可能となる。

【0049】

積層ステージ１３０の積載ステージ１３１の上には、第１の積層ヘッド１４２ａ又は第２の積層ヘッド１４３ａにより吸引保持されて移送されてきた、個装セパレータＰ’及び負極箔Ｎが、交互に積層される。積層ステージ１３０の積載ステージ１３１上には、積層体Ｇを固定するための積層ジグ（図８の８１）が設けられており、積層ステージ１３０の積載ステージ１３１の上部及び両側面には、積層体Ｇを保持する一対のクランプ爪を備えている。

【0050】

図６は、本発明の実施の形態に係る積層装置の第１のクランプ爪及び第２のクランプ爪の構成を示す斜視図である。図６に示すように、クランプ爪（第１のクランプ爪）６１は、積層体Ｇを保持するためのものであり、積載ステージ１３１において、積層体Ｇの四隅を両側から保持するように、積層体Ｇを挟んで２基ずつ備えている。本実施の形態では、第１のクランプ爪６１に加えて、第１のクランプ爪６１の間にクランプ爪（第２のクランプ爪）６２を積層体Ｇを挟んで備えている。

【0051】

図７は、本発明の実施の形態に係る積層装置の第１のクランプ爪６１及び第２のクランプ爪６２の構成を示す平面図である。図７には、積層ジグ８１（図８参照）を挟んで両側に配置されている第１のクランプ爪６１の片側を示している。

【0052】

積層ジグ８１（図８参照）を挟んで両側には、第１のクランプ爪６１が２基ずつ配置されており、併せて４か所で積層体Ｇを保持することができる。そして、一対の第１のクランプ爪６１の間に第２のクランプ爪６２を備えている。

【0053】

第１のクランプ爪６１とは別に第２のクランプ爪６２を備えているので、第１のクランプ爪６１を差し替える間、第２のクランプ爪６２で積層体Ｇを押圧することができる。したがって、積層ヘッド１４２ａ、１４３ａを速やかに次の工程へと移行することができる。これにより、装置全体としてタクトタイムを短縮することが可能となる。

【0054】

また、第２のクランプ爪６２により積層体Ｇを押圧していない間は、複数の第１のクランプ爪６１により、積層体Ｇ上部の４つの角を線対称に押圧している。第２のクランプ爪６２で押圧し、第１のクランプ爪６１を差し替えている間も、複数の第２のクランプ爪６２により、積層体Ｇ上部を線対称に押圧している。そのため、押圧による積層体Ｇの積層ずれを抑制することが可能となる。なお、積層される個装セパレータＰ’及び負極箔Ｎのタブを除いた、両面にコバルト酸リチウム等の溶液や炭素材料等の溶液を塗布している部分（塗工部）を線対称に押圧できていれば、位置ずれを抑制することができる。なぜなら、タブの部分は、正極箔Ｐ全体に対して小さく、タブの位置が塗工部の線対称からずれた位置に配置されるような商品構造であっても、積層時の位置ずれを抑制することができるからである。

【0055】

なお、第１のクランプ爪６１上面の周縁部が面取りされていることが好ましい。図７では、第１のクランプ爪６１の周縁部に、積層体Ｇを保持する面に向かってテーパ７１が設けられている。これにより、第１のクランプ爪６１の上に積載された個装セパレータＰ’又は負極箔Ｎに傷、折れ曲がり等の障害が発生する可能性を低減することが可能となる。

【0056】

また、図７に示すように、第１のクランプ爪６１の熱シール位置（検査する基準位置）７３に検査孔７２を設けている。検査孔７２を通して図示しないカメラで積層状態を検査することにより、熱シールにより生じたしわ、あるいは高さ変動等の影響を受けることがなく、高い精度で検査することが可能となる。なお、第２のクランプ爪６２の熱シール位置（検査する基準位置）に、検査孔７２を設けても良い。また、回転方向の位置ずれを測定するには、少なくとも２箇所以上の熱シール位置をカメラで測定する必要があり、それらの距離が離れている方が高い精度で測定することができる。

【0057】

積層ジグ８１は、積層ジグ８１専用のクランプ爪により積層ステージ１３０に着脱可能となっている。これにより、一定量の個装セパレータＰ’又は負極箔Ｎが積層された積層体Ｇを、第３の搬送ステージ４００へ容易に送り出すことができる。図８は、本発明の実施の形態に係る積層装置の積層ジグ８１の取り付け状態を説明するための斜視図である。

【0058】

図８に示すように、積層ジグ８１は、積層ステージ１３０の突起部１３０ａに誘導穴８４を嵌入して固定される。積層ステージ１３０には、積層ジグ８１の検査孔と対応する位置に貫通孔９３を設けてある。検査孔及び貫通孔９３を用いてクランプ爪８２の位置を確認する光センサを設けても良い。

【0059】

図９は、本発明の実施の形態に係る積層装置の積層ジグ８１の状態を示す模式図である。図９（ａ）は、クランプ爪８２により積層体Ｇが固定されている場合の平面図を、図９（ｂ）は、クランプ爪８２により積層体Ｇが固定されている場合の断面図を、図９（ｃ）は、クランプ爪８２を開いた場合の平面図を、図９（ｄ）は、クランプ爪８２を開いた場合の断面図を、それぞれ示している。

【0060】

図９（ａ）に示すように、クランプ爪８２を矢印方向に回転させることにより、図９（ｂ）に示すように、積層体Ｇをクランプ爪８２で保持することができる。また、摩擦の大きい弾性体９２を敷くことにより、積層ジグ８１と積層体Ｇとが密着しやすく、取り扱い時の振動等により積層体Ｇの位置ずれが生じにくくなる。

【0061】

この場合、検査孔８３はクランプ爪８２により光を遮られることがないので、センサ９１によりクランプ爪８２が検査孔８３上に位置していない、すなわちクランプ爪８２が閉じられた状態であると判断することができる。

【0062】

一方、図９（ｃ）に示すように、クランプ爪８２を矢印方向に回転させることにより、図９（ｄ）に示すように、積層体Ｇを開放することができる。この場合、検査孔８３はクランプ爪８２により光を遮られるので、センサ９１によりクランプ爪８２が検査孔８３上に位置する、すなわちクランプ爪８２が開かれた状態であると判断することができる。

【0063】

このようにクランプ爪８２の状態をセンサ９１で判断することができるので、例えばクランプ爪８２が閉じている状態で積層体Ｇが搬送された場合であっても、積載することを停止することができるので、誤動作により積層体Ｇが損傷する等のトラブルを未然に回避することができる。

【0064】

なお、図８に示すように、積層ジグ８１に、例えばＲＦ−ＩＤ８５を貼付して、ＲＦ−ＩＤ８５の識別番号をトレー情報に対応付けて記憶するようにしても良い。ＲＦ−ＩＤ８５を用いることにより、作業履歴、その場合の搭載精度等をログデータとして対応付けて記憶することにより、多様なデータを取得することができる。

【0065】

また、積層ジグ８１に付与された基準マーク８６に基づいて、積層ジグ８１が搭載された位置を第１の搬送ステージ２００及び／又は第２の搬送ステージ３００にフィードバックして、位置ずれを補正しても良い。積層ジグ８１が積層ステージ１３０の積載ステージ１３１に搭載される位置にも経時的な位置ずれが生じるので、積層ジグ８１に対して電極が正しい位置からオフセットされてずれた位置に積層されるおそれがあるからである。

【0066】

この場合、積層ジグ８１の基準マーク８６を図示しない上部のカメラ（撮像手段）で撮像した画像から検出し、積層ジグ８１を搭載した場合の正極箔Ｐ又は負極箔Ｎの位置ずれ量を算出する。算出した位置ずれ量に基づいて位置を補正することで、積層ジグ８１に対する積層位置のオフセットを解消することができる。

【0067】

また、第１（第２）の搬送ステージ２００（３００）において、個装セパレータＰ’及び負極箔Ｎの厚みを測定しても良い。個装セパレータＰ’及び負極箔Ｎの厚みを測定するので、積層された状態での各個装セパレータＰ’及び負極箔Ｎの収縮による厚み変動に左右されることなく、カメラで積層状態を監視することが可能となる。また、厚みを測定することで電極箔（正極箔、負極箔）が２枚重なっている場合も検出することができ、積層不良を未然に防止することも可能となる。

【0068】

以上のように本実施の形態によれば、第１（第２）の積層ヘッド１４２ａ（１４３ａ）は、第１（第２）のシリンダ１４２ｂ（１４３ｂ）により、それぞれ独立して上下動することができる。そのため、例えば積載ステージ１３１上においてクランプ動作に時間を要した場合であっても、個装セパレータＰ’又は負極箔Ｎを吸引保持した時点で第１（第２）の積層ヘッド１４２ａ（１４３ａ）を第１（第２）の搬送ステージ２００（３００）から離すことができ、第１（第２）の搬送ステージ２００（３００）を次の個装セパレータＰ’又は負極箔Ｎを吸引保持する工程へと速やかに移行することができる。よって、装置全体としてタクトタイムを短縮することが可能となる。

【0069】

その他、上述した実施の形態は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更することができることは言うまでもない。

【符号の説明】

【0070】

６１ 第１のクランプ爪
６２ 第２のクランプ爪
７１ テーパ
７２ 検査孔
７３ 熱シール位置
８１ 積層ジグ
８２ クランプ爪
８６ 基準マーク
９２ 弾性体
１００ 積層ハンドラ
１３０ 積層ステージ
１４０ アーム部
１４２ 第１のアーム部材（アーム部材）
１４２ａ 第１の積層ヘッド（積層ヘッド）
１４２ｂ 第１のシリンダ（シリンダ）
１４３ 第２のアーム部材（アーム部材）
１４３ｂ 第２のシリンダ（シリンダ）
１４３ａ 第２の積層ヘッド（積層ヘッド）
Ｇ 積層体
Ｎ 負極箔（負極の極板）
Ｐ 正極箔（正極の極板）
Ｓ セパレータ
Ｐ’ 個装セパレータ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】